آنچه در این مطلب می خوانید
محققان دانشگاه کرنل (Cornell University) روشی پایدار برای استخراج طلا از زبالههای الکترونیکی ابداع کردهاند که از آن به عنوان کاتالیزوری برای تبدیل دیاکسید کربن (CO2) به مواد آلی ارزشمند استفاده میشود. این فرآیند جایگزینی سازگار با محیط زیست برای روشهای سنتی استخراج طلا ارائه میدهد، حجم عظیمی از زبالههای الکترونیکی را مورد استفاده قرار میدهد، به کاهش انتشار CO2 کمک میکند، و مسیری امیدوارکننده برای حفظ محیط زیست و بازیافت منابع را به نمایش میگذارد.
بازیافت نوآورانه طلا از زبالههای الکترونیکی
تیمی از محققان به رهبری دانشگاه کرنل روشی برای استخراج طلا از زبالههای الکترونیکی و استفاده مجدد از آن به عنوان کاتالیزوری برای تبدیل دیاکسید کربن (CO2)، یکی از گازهای گلخانهای اصلی، به مواد آلی مفید ابداع کردهاند. این رویکرد نوآورانه میتواند راهحلی پایدار برای بخشی از ۵۰ میلیون تن زباله الکترونیکی تولیدشده سالانه ارائه دهد که در حال حاضر تنها ۲۰ درصد آن بازیافت میشود.
امین زادهنظری، پژوهشگر فوق دکترا در آزمایشگاه علیرضا عباسپورراد، استاد شیمی مواد غذایی و فناوری مواد در دانشکده کشاورزی و علوم زیستی، به مزایای زیستمحیطی و عملی بالقوه این فرآیند اشاره کرده و اهمیت آن را برای حفاظت از محیط زیست مورد توجه قرار داده است.
پیشرفت در جذب انتخابی طلا
امین زادهنظری دو چارچوب آلی کووالانسی (VCOF) با پیوند وینیل توسعه داده است که به طور کارآمد یونها و نانوذرات طلا را از بُردهای مدار دورریختنی جدا میکنند. یکی از این VCOFها توانایی چشمگیری در جذب ۹۹.۹ درصد طلای موجود نشان داده و در عین حال استخراج سایر فلزات مانند نیکل و مس را به حداقل رسانده است، که این فرآیند را به یک روش بازیافت بسیار انتخابی تبدیل میکند.
زادهنظری اظهار داشت:
“ما میتوانیم COFهای بارگذاریشده با طلا را برای تبدیل CO2 به مواد شیمیایی مفید استفاده کنیم. با تبدیل CO2 به مواد ارزشمند، نه تنها نیاز به دفع زباله را کاهش میدهیم، بلکه مزایای زیستمحیطی و عملی نیز فراهم میکنیم. این یک بازی برد-برد برای محیط زیست است.”
علیرضا عباسپورراد نویسنده مسئول و امین زادهنظری نویسنده اصلی مقالهای با عنوان “بازیافت زبالههای الکترونیکی به کاتالیزورهای چارچوب آلی کووالانسی بارگذاریشده با طلا برای کربوکسیلاسیون آلکین انتهایی“ هستند که در تاریخ ۳۰ دسامبر (10 دی) در مجله Nature Communications منتشر شد.
تکنیکهای زیستدوست برای استخراج طلا
زبالههای الکترونیکی یک معدن طلای واقعی هستند؛ برآورد شده است که هر یک تن زباله الکترونیکی حداقل ۱۰ برابر بیشتر از یک تن سنگ معدن طلا، طلا در خود دارد. با پیشبینی تولید ۸۰ میلیون تن زباله الکترونیکی تا سال ۲۰۳۰، یافتن روشهایی برای بازیافت این فلز گرانبها اهمیت فزایندهای یافته است.
روشهای سنتی برای بازیافت طلا از زبالههای الکترونیکی شامل استفاده از مواد شیمیایی سخت، از جمله سیانید، است که خطرات زیستمحیطی زیادی به همراه دارند. روش ابداعی زادهنظری بدون استفاده از مواد شیمیایی خطرناک و با استفاده از جذب شیمیایی انجام میشود—فرآیندی که در آن ذرات به سطحی چسبیده میشوند.
مزایای روشهای جدید مبتنی بر COF
چارچوبهای آلی کووالانسی (COFs) موادی متخلخل و کریستالی هستند که به دلیل کاربردهای متعدد بالقوه، از جمله حسگری شیمیایی و ذخیره انرژی، شناخته شدهاند. امین زادهنظری دو VCOF با استفاده از تتراتیافولووالن (TTF) و تترافنیلاتیلن (TPE) بهعنوان اجزای سازنده سنتز کرد.
TTF-COF به دلیل غنی بودن از گوگرد، که به طور طبیعی با طلا تمایل دارد، ظرفیت جذب برتری برای طلا نشان داد. علاوه بر ظرفیت جذب بالا، این COF توانست ۱۶ بار شستشو و استفاده مجدد را بدون کاهش قابل توجه در کارایی جذب تحمل کند.
در فشار محیطی CO2 و دمای ۵۰ درجه سانتیگراد (۱۲۲ درجه فارنهایت)، COF بارگذاریشده با طلا توانست به طور مؤثری CO2 را از طریق فرآیند کربوکسیلاسیون به مواد آلی تبدیل کند.
علیرضا عباسپورراد اظهار داشت که سایر روشهای بازیافت طلا و فلزات گرانبها از زبالههای الکترونیکی اغلب به اندازه روش زادهنظری انتخابی نیستند و منجر به ناخالصیها میشوند.
عباسپورراد افزود:
“با دانستن این که چه مقدار طلا و فلزات گرانبهای دیگر در این نوع دستگاههای الکترونیکی به کار میرود، توانایی بازیافت آنها به صورتی که بتوان فلز دلخواه را به طور انتخابی جذب کرد—در اینجا طلا—بسیار مهم است.”
